字符田字格绘制

一、实验目的

1. 掌握 Python 的print()输出方法，理解空格和换行对字符图形的影响。
2. 掌握字符串拼接与重复运算，实现边框和格内空白的构造。
3. 理解嵌套循环的执行过程，使用函数完成可调整大小的网格绘制。

二、实验环境

本次验证环境为 macOS，Python 3.12.14。

三、实验内容与原理

使用+表示边框交点，使用-表示横线，使用|表示竖线，使用空格填充单元格内部。基本图形由两行、两列单元格组成，形成“田”字结构；扩展示例绘制四行、四列网格。

函数参数rows、cols分别表示单元格的行数和列数，width表示每个单元格内部的字符宽度，height表示每个单元格内部的文本行数。这里的宽高均为字符单位，不是像素或实际物理长度。

横向边框的构造公式为：

("+" + "-" * width) * cols + "+"

格内一行的构造公式为：

("|" + " " * width) * cols + "|"

外层循环控制单元格行数，每轮先输出一条横向边框，再由内层循环输出指定数量的格内文本行。循环结束后补上最后一条底边，避免遗漏底部边框。

四、实验步骤

1. 定义绘图函数，并检查行数、列数、格宽和格高是否为正整数。
2. 根据格宽和列数构造横向边框与格内文本行。
3. 使用嵌套循环逐行输出图形，最后输出底边。
4. 调用默认参数，绘制两行两列的字符田字格。
5. 修改参数，绘制四行四列网格，检查函数能否复用。

将同目录中的字符田字格.py保存后，在终端运行：

python3 字符田字格.py

五、主要代码

以下为完整可运行代码，代码中未添加注释。

defdraw_grid(rows=2,cols=2,width=5,height=3):values=(rows,cols,width,height)ifany(type(value)isnotintorvalue<=0forvalueinvalues):raiseValueError("行数、列数、格宽和格高必须为正整数")border=("+"+"-"*width)*cols+"+"content=("|"+" "*width)*cols+"|"for_inrange(rows):print(border)for_inrange(height):print(content)print(border)if__name__=="__main__":print("示例一：2 × 2 字符田字格")draw_grid()print()print("示例二：4 × 4 扩展网格")draw_grid(4,4,5,2)

六、实验结果

程序已实际运行成功，正常退出。下图根据程序实际标准输出排版生成，展示两组运行结果。

图 1：左侧为两行两列的田字格，右侧为四行四列的扩展网格。

基本田字格的实际输出如下：

示例一：2 × 2 字符田字格 +-----+-----+ | | | | | | | | | +-----+-----+ | | | | | | | | | +-----+-----+

七、结果分析

默认参数为rows=2、cols=2、width=5、height=3。因此，图形共有三条横向边框，每个单元格内部有三行空白，总文本行数为2 × (3 + 1) + 1 = 9，每行字符数为2 × (5 + 1) + 1 = 13，均不包含示例标题。

扩展示例将参数设置为4, 4, 5, 2，生成四行四列网格。图形总文本行数为4 × (2 + 1) + 1 = 13，每行字符数为4 × (5 + 1) + 1 = 25。从实际输出可以看到，边框完整，交点和竖线对齐，说明函数能够根据参数正确调整网格规模。

绘制时需注意：横向边框和格内文本行都要补上最右侧字符，外层循环结束后要补上底边。由于终端字符通常高于其宽度，字符数量相同不代表显示长度相同，可通过调整width和height改善单元格的视觉比例。

八、实验总结

本实验利用字符串重复、字符串拼接和嵌套循环，完成了字符田字格及扩展网格的绘制。将重复输出过程封装为函数后，只需修改参数即可改变网格大小。实验说明，规则字符图形可以分解为少量重复行，再通过循环组合得到，从而减少重复代码并提高可读性。